БЕЗОПАСНОСТ НА ОКОЛНАТА СРЕДА НА ЕНЕРГИЯТА
Цена:
Автори на произведението:
Научно списание:
Година на издаване:
Текст на научната статия на тема „ЕКОЛОГИЧНА БЕЗОПАСНОСТ НА ЕНЕРГИЯТА. СВОЙСТВА НА ЛЕТЯЩИ ЧАСТИЦИ ОТ ПЕПЕЛ ОТ ВЪГЛЕНОВЕ "
НОВИНИ НА АКАДЕМИЯТА НА НАУКИТЕ ЕНЕРГИЯ
БЕЗОПАСНОСТ НА ОКОЛНАТА СРЕДА НА ЕНЕРГИЯТА.
СВОЙСТВА НА ЛЕТЯЩИ ЧАСТИЦИ ОТ ПЕПЕЛ ОТ ВЪГЛЕНОВЕ
Разглеждат се въпроси, свързани с физикохимичните свойства, състава, дисперсията на частици летяща пепел от ТЕЦ на въглища, екологични проблеми, които разкриват основните закономерности на замърсяването на околната среда с тежки метали поради летяща пепел, методи и ефективност на почистване на енергийните газове при напускане на обсъждат се тръби от ТЕЦ ... Обсъдени са екологичните и санитарни проблеми, свързани със заболяването на популацията, обсъжда се ролята на съставящата утайка летяща пепел и нейното влияние върху жизнената дейност на живите системи.
1. Ценосфери на енергийните злини
В процеса на изгаряне на въглища при температури до 1750 ° C, в резултат на термохимични и фазови трансформации на минералните компоненти на генериращите енергия въглища, се образуват частици летяща пепел, които са многокомпонентна система с доминиращи компоненти под формата на алуминиеви и силициеви оксиди, Na и K соли и железни съединения. Химичният състав и структурата на частиците на летящата пепел варират в зависимост от произхода и предварителната обработка на въглищния състав и условията на горене. Ценосферите представляват най-голям интерес за практическа употреба. Това са леки алумосиликатни микросферични мембрани, чиято кухина е запълнена с инертен газ или въздух. Сеносферен цвят от-
1FGBU Институт по енергийни проблеми на химическата физика V.L. Talrose RAS, Москва.
варира от сиво до почти бяло, плътността е 0,2-0,8 g/cm3. Поради ниската плътност на ценосферата, тя може лесно да бъде отделена от водната среда чрез гравитационния метод [3]. Съдържанието на ценосфери в летящата пепел зависи от вида на въглищата и варира в широк диапазон от 0,01–4,80 тегл. % [пет]. Размерът на частиците варира от 5 до 500 микрона. Дебелината на стената на ценосферата варира от 2 до 30 микрона. Освен това размерът на ценосферите се свързва със съотношението $ Yu2/L1203: малките ценосфери с размери 250 μm) имат ниска стойност на съотношението $ Yu2/L1203 [6].
По този начин летящата пепел на електроцентралите, работещи на въглища, съдържа редица микросферични структури, вкл. ценосфери, които притежават ценни свойства, които им позволяват да се използват в различни индустрии.
2. Екологични аспекти на енергетиката
Благодарение на ефективното управление на промишлените емисии, 90,8-99,8 тегл. % от примесите от суровия газ се отстраняват и само частици с размер 10 микрона или по-малко съставляват основната част от емисиите в състава на летящата пепел от ТЕЦ [2, 7]. В допълнение към основните елементи: А1, Fe, Ca, Mg, K, тежки метали присъстват в твърдите частици на улавяне на дим, които са естествен компонент на органичното гориво. Когато органичната материя на въглищата изгори, металите се изпаряват, някои от които се кондензират върху аерозолите и се изпаряват с пара. Другата част от изпарения метал е кондензирана върху частиците летяща пепел. Като се има предвид, че малките частици имат най-голямата повърхност, върху тях се получава кондензация и трансформация на метални пари. Освен това металите могат да присъстват в различни форми и фази [8]. Процесите на трансформация и разпределение на микроелементи по време на изгарянето на въглища са доста сложни и са свързани с особеностите на процесите в технологичния път на котелното тяло до изходящия участък на комина. Имайки предвид минералния състав на въглищата, свойствата на елементите, температурата на пещта и изхода от тръбата, кондензация на пари в потока на продуктите от горенето
Фигура: 1. Оптично изображение на ценосфери [27]
въглища и др. Термодинамичните изчисления са извършени, като се вземат предвид фазовата и химичната кинетика на трансформацията на елементите с помощта на компютърна програма, която дава възможност да се оценят граничните състояния на минералния компонент на летящата пепел за отделни елементи. И така, цинкът в температурния диапазон 400-2000 ° K може да бъде представен под формата:/n,/nO,/nN,/nC1,/nC12,/nL1204,/n $ 103,/nH202; берилий, олово са 7 съединения, арсен - 8, кадмий и никел - 9, мед и антимон - 11, арсен - 3 и др. Тъй като температурата се променя по време на движението на димни газове с разтопени метали или изпарени метали от котелното тяло към изхода от тръбата, се получава кондензация и върху частиците се образува задържане на дим от различни фази и форми на метали [9, 10].
Металите и техните съединения, кондензирани върху пепелни частици, се улавят от различни прахоуловители, кондензираните върху ултрафини прахови частици преминават през електрофилтрите на ТЕЦ и навлизат в атмосферата, не само теоретичните изчисления показват наличието на тежки метали върху пепелните частици в различни състояния, включително метални, но и експериментални изследвания. По този начин медта върху праховите частици се представя под формата на Cu (OH) 2 (59–67%), CuCl (5–12%), CuO (24–26%), Cu $ (3-4%) . Количественото съотношение и разпределение обаче зависи от температурата на изпаряване и кондензация на металите (1123 ^ 473 ° K) [11]. При изучаване на пепелни частици върху алпийския лед на Швейцария, заедно с други, бяха открити частици, обогатени с олово, което присъстваше под формата на PbO, PbC12, Pb $ и Pb, освен това елементарното олово и Pb $ присъстваха във формата от клъстери с размер 100 nm, състоящи се от частици с размер 3-8 nm. [12]. При проучване на канадската Арктика в съответните възрастови слоеве са открити ценосфери, които са се образували в резултат на изливането на колосални сибирски капани, когато разтопената скала се е преместила на повърхността през въглищни пластове. Получената летяща пепел покрива приповерхностните слоеве вода, които се превръщат в смъртоносни зони, причинявайки смъртта на 90% от морските видове и
Фигура: 2. Частици летяща пепел в древни скали (а) и съвременни топлоелектрически централи (б) [13]
70% от сухоземните гръбначни животни. Частиците летяща пепел от пермския период са подобни на летящата пепел на съвременните топлоелектрически централи (фиг. 2) [13].
Разстоянията, на които могат да се носят или отлагат частици летяща пепел заедно с атмосферните валежи, зависят от физическите свойства на пепелта, метеорологичните условия, розата на вятъра и др. Частиците с диаметър 10 микрона и повече се отлагат доста бързо и ефектът им се проявява в непосредствена близост до източника на разстояние до 3 км. Частици